JPH01185125A - 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 - Google Patents
過電流に対するサーボモータ保護制御装置Info
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- JPH01185125A JPH01185125A JP63001813A JP181388A JPH01185125A JP H01185125 A JPH01185125 A JP H01185125A JP 63001813 A JP63001813 A JP 63001813A JP 181388 A JP181388 A JP 181388A JP H01185125 A JPH01185125 A JP H01185125A
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- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はサーボモータの保護制御装置に関し、特に過電
流に起因してサーボモータに使用されているマグネット
が減磁されることを防止する保護制御装置に関する。産
業用ロボットの駆動源として使用するサーボモータに対
して適用することができる。
流に起因してサーボモータに使用されているマグネット
が減磁されることを防止する保護制御装置に関する。産
業用ロボットの駆動源として使用するサーボモータに対
して適用することができる。
一般にサーボモータ110を制御駆動するシステムを第
4図に示す。NC制御装置100から位置指令とサーボ
モータ110の検出器からの位置帰還信号とを取り込ん
だ位置制御部102は速度制御部104に速度指令を送
り、サーボモータ110から速度帰還信号をも取り込ん
で次の電流制御部106へ電流指令を発信し、パワーア
ンプ回路108から帰還する電流帰還信号と前記電流指
令とを取り込んだ電流制御部106はパワーアンプ回路
108に対してPWM信号を発信する。これによりサー
ボモータ110へ駆動電流を通電することができる。
4図に示す。NC制御装置100から位置指令とサーボ
モータ110の検出器からの位置帰還信号とを取り込ん
だ位置制御部102は速度制御部104に速度指令を送
り、サーボモータ110から速度帰還信号をも取り込ん
で次の電流制御部106へ電流指令を発信し、パワーア
ンプ回路108から帰還する電流帰還信号と前記電流指
令とを取り込んだ電流制御部106はパワーアンプ回路
108に対してPWM信号を発信する。これによりサー
ボモータ110へ駆動電流を通電することができる。
このパワーアンプ回路108の構成を第5図に示す。P
WM信号を受けたPWM回路110はフォトカプラ11
2とFET (フーリエ変換器)114を介してパワー
トランジスタブリッジ116へ信号送信している。一方
電源からはMCC(マグネチックコンダクタ) 118
、全波整流回路120及び抵抗122を介してパワー
トランジスタブリッジ116へ電流を流しており、更に
他の抵抗124と非常用短絡回路128 とを介してサ
ーボモータ110へ駆動電流を供給している。この場合
上記抵抗124の両端電圧をモニタすることにより実駆
動電流を電流検出回路126によって検出している。ま
た抵抗1220両端電圧を過電流検出回路130によっ
てモニタすることにより過電流を監視している。設定電
圧(電流)を超えるとフォトカプラ112をオフする他
ICC118をオフする。ICC118がオフされると
非常時短絡回路128を短絡させてダイナミックブレー
キ作用によりサーボモータ110を停止させる。
WM信号を受けたPWM回路110はフォトカプラ11
2とFET (フーリエ変換器)114を介してパワー
トランジスタブリッジ116へ信号送信している。一方
電源からはMCC(マグネチックコンダクタ) 118
、全波整流回路120及び抵抗122を介してパワー
トランジスタブリッジ116へ電流を流しており、更に
他の抵抗124と非常用短絡回路128 とを介してサ
ーボモータ110へ駆動電流を供給している。この場合
上記抵抗124の両端電圧をモニタすることにより実駆
動電流を電流検出回路126によって検出している。ま
た抵抗1220両端電圧を過電流検出回路130によっ
てモニタすることにより過電流を監視している。設定電
圧(電流)を超えるとフォトカプラ112をオフする他
ICC118をオフする。ICC118がオフされると
非常時短絡回路128を短絡させてダイナミックブレー
キ作用によりサーボモータ110を停止させる。
上記過電流検出回路130はハードウェアであるがソフ
トウェア上で過電流を監視するシステムを第6図に示す
。速度制御部104の出す電流指令を電流監視部140
において予め設定しである限界電流値と比較している。
トウェア上で過電流を監視するシステムを第6図に示す
。速度制御部104の出す電流指令を電流監視部140
において予め設定しである限界電流値と比較している。
この比較はNC制御装置100とのコミ二ニケーション
周期T、毎に実行している。
周期T、毎に実行している。
上記第5図の場合では、ハードウェア回路によって突型
、流をモニタするので非常時にリアルタイムで電流をオ
フできる。然しながら、過電流検出に用いる抵抗値のば
らつき(±10%以内が規格である。)、或いは温度上
昇に伴う抵抗値の変化等のため設定値の微調整が難しい
。また一般にサーボモータの限界電流値は機種によって
異なるので、同一パワーアンプ回路で数種類のサーボモ
ータに対応出来るようにしたい場合、限界電流値の設定
にフレキシビリティが要求されるが、該要求に応えるこ
とが困難である。
、流をモニタするので非常時にリアルタイムで電流をオ
フできる。然しながら、過電流検出に用いる抵抗値のば
らつき(±10%以内が規格である。)、或いは温度上
昇に伴う抵抗値の変化等のため設定値の微調整が難しい
。また一般にサーボモータの限界電流値は機種によって
異なるので、同一パワーアンプ回路で数種類のサーボモ
ータに対応出来るようにしたい場合、限界電流値の設定
にフレキシビリティが要求されるが、該要求に応えるこ
とが困難である。
上記第6図の場合ではソフトウェアによって実行するた
め限界電流値をパラメータ上で設定できる。従って値の
微調整並びに変更が容易である。
め限界電流値をパラメータ上で設定できる。従って値の
微調整並びに変更が容易である。
然しながら、第6図の電流監視システムは指令電流を監
視するのであり、実際の駆動電流とは必ずしも一致しな
い。例えばサーボモータが高速回転する際には電流ルー
プの遅れが顕著になり、指令電流に対して実電流が小さ
くなる。また、NC制御装置とのコミュニケーション周
期は通常10m5前後であるため、過電流であると判断
してから実際にパワーアンプ回路で電流がオフされるま
で少なくとも同程度の時間が必要となる。これはパワー
トランジスタの保護等には十分な応答時間であるが、サ
ーボモータのマグネットの減磁の様にl ms以内で起
こる現象に対しては致命的である。
視するのであり、実際の駆動電流とは必ずしも一致しな
い。例えばサーボモータが高速回転する際には電流ルー
プの遅れが顕著になり、指令電流に対して実電流が小さ
くなる。また、NC制御装置とのコミュニケーション周
期は通常10m5前後であるため、過電流であると判断
してから実際にパワーアンプ回路で電流がオフされるま
で少なくとも同程度の時間が必要となる。これはパワー
トランジスタの保護等には十分な応答時間であるが、サ
ーボモータのマグネットの減磁の様にl ms以内で起
こる現象に対しては致命的である。
依って本発明は過電流を正確に検出すると共に、過電流
の発生した場合には応答性良く駆動電流を遮断すること
を目的とする。
の発生した場合には応答性良く駆動電流を遮断すること
を目的とする。
本発明の構成を第1図に示す。本図は、位置指令の信号
とサーボモータ22の回転情報に応じて電流を指令する
電流指令手段10と、該電流指令の信号を受信してPW
M信号を発生させる電流制御手段12と、該PWM信号
を受信して前記サーボモータへ通電する駆動電流を制御
する通電制御手段14と、該駆動電流制御の信号に応じ
て前記サーボモータへ駆動電流を流す電流供給手段16
と、該駆動電流を検出する電流検出手段18と、該電流
検出手段から帰還させる電流帰還信号を受信して予め設
定した限界電流値との大小を比較すると共に該限界電流
値を超えている場合には前記PWM信号を遮断する信号
を発生させる電流監視手段20とを具備し、前記電流制
御手段は前記電流指令信号の他前記電流帰還信号を受信
して前記PWM信号を発信させる過電流に対するサーボ
モータ保護制御装置を図示している。
とサーボモータ22の回転情報に応じて電流を指令する
電流指令手段10と、該電流指令の信号を受信してPW
M信号を発生させる電流制御手段12と、該PWM信号
を受信して前記サーボモータへ通電する駆動電流を制御
する通電制御手段14と、該駆動電流制御の信号に応じ
て前記サーボモータへ駆動電流を流す電流供給手段16
と、該駆動電流を検出する電流検出手段18と、該電流
検出手段から帰還させる電流帰還信号を受信して予め設
定した限界電流値との大小を比較すると共に該限界電流
値を超えている場合には前記PWM信号を遮断する信号
を発生させる電流監視手段20とを具備し、前記電流制
御手段は前記電流指令信号の他前記電流帰還信号を受信
して前記PWM信号を発信させる過電流に対するサーボ
モータ保護制御装置を図示している。
本発明では電流監視手段によって指令電流ではなく、実
際の駆動電流を監視しているので過電流を正確に検知で
きる。更に、電流監視手段の作動周期を小さくし、応答
性よく通電をオフすることができる。
際の駆動電流を監視しているので過電流を正確に検知で
きる。更に、電流監視手段の作動周期を小さくし、応答
性よく通電をオフすることができる。
第2図に本発明に係る過電流に対するサーボモータ保護
制御装置を図示している。二点鎖線30内はソフトウェ
ア制御であり、内部の矢線は処理の流れを表示したもの
である。ホストであるNC制御装置100からサーボモ
ータ220回転位置の指令32が周期Tp毎に発信され
る。これを図示していないRAMを介して受信すると共
にサーボモータ22の回転位置検出器から送信される回
転位置帰還信号38を受信する位置制御部102はRA
Mを介して速度制御部104に対して速度指令信号34
を送信する。これを速度制御部104は周期T、毎に取
り込むと共に、サーボモータ22の有する回転速度検出
器から送信される回転速度帰還信号40を受信して、電
流制御部106にRAMを介して電流指令信号36を送
信する。これを電流制御部106は周期T1毎に取り込
むと共に後述の駆動実電流検知帰還信号44をも受信し
てD/A変換器98を通して、PWM回路110へPW
M信号42を送信する。
制御装置を図示している。二点鎖線30内はソフトウェ
ア制御であり、内部の矢線は処理の流れを表示したもの
である。ホストであるNC制御装置100からサーボモ
ータ220回転位置の指令32が周期Tp毎に発信され
る。これを図示していないRAMを介して受信すると共
にサーボモータ22の回転位置検出器から送信される回
転位置帰還信号38を受信する位置制御部102はRA
Mを介して速度制御部104に対して速度指令信号34
を送信する。これを速度制御部104は周期T、毎に取
り込むと共に、サーボモータ22の有する回転速度検出
器から送信される回転速度帰還信号40を受信して、電
流制御部106にRAMを介して電流指令信号36を送
信する。これを電流制御部106は周期T1毎に取り込
むと共に後述の駆動実電流検知帰還信号44をも受信し
てD/A変換器98を通して、PWM回路110へPW
M信号42を送信する。
一方、電源からはM(:C(マグネチックコンダクタ)
118、全波整流回路120、パワートランジスタブリ
ッジ116、電流検出用抵抗124、及び非常時短絡回
路128を介してサーボモータ22へ駆動電流46を供
給している。上述のPWM回路110はフォトカプラ1
12とFET (フーリエ変換器)114を介してパワ
ートランジスタブリッジ116を通過する電流を制御す
る。
118、全波整流回路120、パワートランジスタブリ
ッジ116、電流検出用抵抗124、及び非常時短絡回
路128を介してサーボモータ22へ駆動電流46を供
給している。上述のPWM回路110はフォトカプラ1
12とFET (フーリエ変換器)114を介してパワ
ートランジスタブリッジ116を通過する電流を制御す
る。
電流検出用抵抗124を介して電流検出回路126によ
って駆動実電流46を検出し、A/D変換器96を介し
て電流制御部106に電流検知帰還信号44を送ると共
に電流監視部28にも入力させる。
って駆動実電流46を検出し、A/D変換器96を介し
て電流制御部106に電流検知帰還信号44を送ると共
に電流監視部28にも入力させる。
この電流監視部28の処理フローを第3図に示す。
この処理は時間割り込みルーチン50によって速度制御
部104の出力する電流指令信号36をRAMを介して
電流制御部106が取り込むのと同一の周期T1にて行
なわれる。ステップ52において駆動電流値iを取り込
み、ステップ54において取り込み電流値iが予め設定
しである電流限界値ioを超えているか否かを判定する
。限界値i。
部104の出力する電流指令信号36をRAMを介して
電流制御部106が取り込むのと同一の周期T1にて行
なわれる。ステップ52において駆動電流値iを取り込
み、ステップ54において取り込み電流値iが予め設定
しである電流限界値ioを超えているか否かを判定する
。限界値i。
以下であるならばリターンする。超えていればステップ
56において電流制御部106が出力するPWM信号を
オフすると共にMCC118をオフする指令を出す。更
にはNC制御装置100ヘアラーム表示の指令を出す。
56において電流制御部106が出力するPWM信号を
オフすると共にMCC118をオフする指令を出す。更
にはNC制御装置100ヘアラーム表示の指令を出す。
NC制御装置100から位置制御部102のルーチンへ
位置指令32を割り込ませる周期T、は通常10m5程
度であり、速度制御部104のルーチンが速度指令34
を取り込む周期Tvは例えばTp /8でありl is
程度である。また電流制御部106のルーチンが電流指
令36を取り込む周期Tiは例えばTV/4であり25
0μs程度である。電流監視部28のルーチンが電流検
知帰還信号44を取り込み過電流状態か否かを判定する
周期もT1である。従って過電流が流れ始めてからその
過電流状態を示す電流検知帰還信号44を取り込むまで
の最大時間はTiであり、PWMをオフする指令を出し
てから実際に電流値が零となるまでは数μs程度の時間
遅れで済む。このため過電流状態になってから通電をオ
フするまでは数百μsであり、サーボモータ22内のマ
グネットの減磁を回避することができる。更にステップ
56においてはMCC118のオフ指令と、NC制御装
置100ヘアラーム指令をも出している。MCC118
は反応が遅く、実際に電源がオフとなるまでの時間は数
十fllsを要する。このMCC118がオフされた後
にサーボモータ22の各相の巻線を非常時短絡回路12
8によって短絡させ、上記PWMオフ指令による電流遮
断後のサーボモータ22の惰走をダイナミックブレーキ
の作用によって停止させる。上記MCC118がオフさ
れることによりパワートランジスタの保護も可能となる
。
位置指令32を割り込ませる周期T、は通常10m5程
度であり、速度制御部104のルーチンが速度指令34
を取り込む周期Tvは例えばTp /8でありl is
程度である。また電流制御部106のルーチンが電流指
令36を取り込む周期Tiは例えばTV/4であり25
0μs程度である。電流監視部28のルーチンが電流検
知帰還信号44を取り込み過電流状態か否かを判定する
周期もT1である。従って過電流が流れ始めてからその
過電流状態を示す電流検知帰還信号44を取り込むまで
の最大時間はTiであり、PWMをオフする指令を出し
てから実際に電流値が零となるまでは数μs程度の時間
遅れで済む。このため過電流状態になってから通電をオ
フするまでは数百μsであり、サーボモータ22内のマ
グネットの減磁を回避することができる。更にステップ
56においてはMCC118のオフ指令と、NC制御装
置100ヘアラーム指令をも出している。MCC118
は反応が遅く、実際に電源がオフとなるまでの時間は数
十fllsを要する。このMCC118がオフされた後
にサーボモータ22の各相の巻線を非常時短絡回路12
8によって短絡させ、上記PWMオフ指令による電流遮
断後のサーボモータ22の惰走をダイナミックブレーキ
の作用によって停止させる。上記MCC118がオフさ
れることによりパワートランジスタの保護も可能となる
。
一方アラーム指令は、マイコン30とNC制御装置10
0 とのコミュニケーション周期Tpが十ms程度であ
ること、並びにNC制御装置内のシステムに基づきラン
プ点燈等のアラーム表示は遅れる。
0 とのコミュニケーション周期Tpが十ms程度であ
ること、並びにNC制御装置内のシステムに基づきラン
プ点燈等のアラーム表示は遅れる。
然しながら既にサーボモータ22への過電流はPWMオ
フ指令により数百μsの遅れ時間内でオフされているた
め特に問題はなく十分である。
フ指令により数百μsの遅れ時間内でオフされているた
め特に問題はなく十分である。
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、サーボモ
ータに流れる実際の駆動電流の値を検出して、過電流が
流れている場合には数百μsという応答性により電流を
オフすることができるのでマグネットの減磁が回避され
る。従ってサーボモータ、並びに該サーボモータを使用
するロボットの信頼性が向上する。
ータに流れる実際の駆動電流の値を検出して、過電流が
流れている場合には数百μsという応答性により電流を
オフすることができるのでマグネットの減磁が回避され
る。従ってサーボモータ、並びに該サーボモータを使用
するロボットの信頼性が向上する。
第1図は本発明の基本構成図、
第2図は本発明の実施例を示す図、
第3図は第2図の電流監視部ルーチンの流れ図、第4図
は従来の1例としてのサーボモータ駆動制御システム図
、 第5図は第4図のパワーアンプ回路図、第6図は他の従
来型サーボモータ駆動制御システム図。 22・・・サーボモータ、 28・・・電流監視部ルーチン、 30・・・マイコン、 32・・・位置指令、
34・・・速度指令、 36・・・電流指令、3
8・・・回転位置帰還信号、 40・・・回転速度帰還信号、42・・・PWM信号、
44・・・電流検出帰還信号、100・・・NC制御装
置、118・・・MCC。 128・・・非常時短絡回路。 第3図
は従来の1例としてのサーボモータ駆動制御システム図
、 第5図は第4図のパワーアンプ回路図、第6図は他の従
来型サーボモータ駆動制御システム図。 22・・・サーボモータ、 28・・・電流監視部ルーチン、 30・・・マイコン、 32・・・位置指令、
34・・・速度指令、 36・・・電流指令、3
8・・・回転位置帰還信号、 40・・・回転速度帰還信号、42・・・PWM信号、
44・・・電流検出帰還信号、100・・・NC制御装
置、118・・・MCC。 128・・・非常時短絡回路。 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、位置指令の信号とサーボモータの回転情報に応じて
電流を指令する電流指令手段(102、104)と、 該電流指令の信号を受信してPWM信号を発生させる電
流制御手段(106)と、 該PWM信号を受信して前記サーボモータへ通電する駆
動電流を制御する通電制御手段(110、112、11
4)と、 該駆動電流制御の信号に応じて前記サーボモータへ駆動
電流を流す電流供給手段(118、120、116)と
、 該駆動電流を検出する電流検出手段(124、126)
と、 該電流検出手段から帰還させる電流帰還信号を受信して
予め設定した限界電流値との大小を比較すると共に該限
界電流値を超えている場合には前記PWM信号を遮断す
る信号を発生させる電流監視手段(28)とを具備し、 前記電流制御手段は前記電流指令信号の他前記電流帰還
信号を受信して前記PWM信号を発信させる ことを特徴とする過電流に対するサーボモータ保護制御
装置。 2、前記電流供給手段がサーボモータの動力線を短絡さ
せる回路を有し、前記PWM信号が遮断された後に該短
絡回路を作動させて成る特許請求の範囲第1項記載の過
電流に対するサーボモータ保護制御装置。 3、前記サーボモータが回転角度位置検出器と回転速度
検出器とを有し、前記電流指令手段が前記位置指令信号
と前記回転角度位置検出器の発信する位置帰還信号とを
受信して速度指令を発信する位置制御手段と、該速度指
令信号と前記回転速度検出器の発信する速度帰還信号と
を受信して前記電流指令信号を発信する速度制御手段と
を有して成る特許請求の範囲第1項又は第2項記載の過
電流に対するサーボモータ保護制御装置。 4、前記電流監視手段は前記電流帰還信号を1ms以下
の周期で取り込み、該周期毎にPWM信号を遮断するか
否かの判断指令を行なう特許請求の範囲第1項記載の過
電流に対するサーボモータ保護制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63001813A JP2617963B2 (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63001813A JP2617963B2 (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01185125A true JPH01185125A (ja) | 1989-07-24 |
JP2617963B2 JP2617963B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=11512007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63001813A Expired - Fee Related JP2617963B2 (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2617963B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1069677A2 (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-17 | Fanuc Ltd | Motor controller for driving various machines |
JP2015220954A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 日産自動車株式会社 | 制御装置 |
-
1988
- 1988-01-09 JP JP63001813A patent/JP2617963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1069677A2 (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-17 | Fanuc Ltd | Motor controller for driving various machines |
EP1069677A3 (en) * | 1999-07-12 | 2002-08-14 | Fanuc Ltd | Motor controller for driving various machines |
JP2015220954A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 日産自動車株式会社 | 制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2617963B2 (ja) | 1997-06-11 |
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